Фамилия Холудеева — женская форма фамилии Холудеев. В её основе лежит прозвище или нецерковное имя Холуд. Слово «холуд» в русских говорах имеет несколько значений, и чтобы понять, какое из них стало источником фамилии, нужно заглянуть в диалектную лексику.

Наиболее вероятное объяснение — связь с глаголом «холодить». В некоторых говорах «холуд» или «холуда» означало «холод», «стужу», а также «зябкого, мерзлявого человека». Прозвище Холуд могли дать либо тому, кто постоянно мёрз, кутался, либо, напротив, человеку с холодным, бесстрастным характером. В ономастике такой тип прозвищ — по внутреннему качеству или физической особенности — встречается часто. Менее распространённая версия возводит «холуд» к «холуй» — в старину так называли слугу, лакея. Однако это сближение спорно: фонетически «холуд» и «холуй» различаются, и если бы фамилия произошла от «холуя», мы бы скорее видели форму Холуев или Холуйский.

Фамилия образована по стандартной русской модели: к основе Холуд добавился суффикс принадлежности -еев (вариант -ев после мягкого согласного «д»). Такая модель типична для северных и центральных областей России, где активно использовались прозвищные фамилии. Форма Холудеева — притяжательное прилагательное, отвечающее на вопрос «чья?»: жена или дочь Холудея (Холудеева — «принадлежащая Холудееву»).

Встречаемость фамилии невысока, что говорит о её локальном происхождении. Скорее всего, род Холудеевых сформировался в одной из деревень, где прозвище закрепилось за конкретной семьёй. В дореволюционных переписях и метрических книгах фамилия фиксируется преимущественно в Вятской, Пермской и Костромской губерниях — регионах, где были сильны традиции прозвищного именования и где говор сохранил слово «холуд» в значении «холод». Носительницы фамилии Холудеева могут считать себя потомками человека, которого в своё время прозвали за стойкость к холоду или, наоборот, за излишнюю зябкость.